中文摘要：

本项目开展对固液界面的流变性质的研究。针对微机电系统（MEMS）中的微流体,在微米尺度上研究表面粗糙度和电偶层对层流剪切流动的影响机理；针对高分子流体流动，研究引起壁面速度滑移现象的分子链与固壁的附着－脱离机理以及分子链的缠结－脱结机理；进一步建立壁面转折点、分离点、驻点的物理模型，作为边界条件与粘弹性流动的控制方程耦合求解，克服传统边界条件引起的非物理奇性。采用的研究手段有旋转流变仪上动态和稳态的剪切流的实验，电流变实验，有限元数值模拟，介观的分子动力学数值模拟和尺度的理论分析。本项目的研究将推动对固液界面流变学中基本问题的深入理解，开辟粘弹性流动计算领域的新途径；预期研究成果在微机电系统（MEMS）、生化分析和反应芯片、聚合物加工，采油、生物体内的流动等领域都有广阔的应用前景。

结论摘要：

研究了微管道粗糙壁面的层流阻力特性。从理论上提出并经数值计算证实，具粗糙壁面的管道充分发展层流，其阻力常数不应依赖于雷诺数。对一种润滑油和正丙醇在多种粗糙壁面微管道内的阻力特性开展了实验研究。实验结果不太令人满意，原因之一是高速流时出现微气泡的复杂性。为研究剪切流空化，自行设计研制了一种新型的外筒旋转Couette流变仪，实现了压力控制、可视化、温度实时测量，进行了精度校核。用该流变仪首次给出淡水纯剪切空化的实验证据。实验的主要流体硅油中的含气量是决定剪切空化的首要因素。研制了一个新的测量气体在液体中的溶解度的装置，研究了含气量与空化初生的关系。用旋转流变仪研究了聚合物PDMS,HDPE,LLDPE等熔体的剪切壁面滑移。对于大振幅剪切流，提出经分解后的无量纲弹性应力可作为壁面滑移发生的判据。研究了壁面粗糙度和界面能对壁面滑移的影响。用多种方法测量了PDMS的特征松弛时间，研究了它们与线性松弛谱的关系。比较了PDMS,PMVS,HDPE的阶跃响应的阻尼函数与理论模型的预测，给出了由于材料非稳定性导致的应力峰值。发现随着频率的增加，大振幅剪切中分解出的广义弹性模量逼近阶跃应变的松弛模量。